Requisitos técnicos para filtros de aire de alta-eficiencia en el funcionamiento de turbinas de gas en centrales térmicas

Sobre la base de las características operativas de las turbinas de gas en las centrales térmicas, se ha formado un sistema completo de requisitos técnicos para filtros de aire de alta-eficiencia, con la última norma internacional ISO 29461-1 y la norma nacional DL/T 2849-2024 como núcleo. La lógica central es lograr una interceptación eficiente de partículas submicrónicas con el menor consumo de energía de caída de presión a través de una filtración graduada precisa en entornos de admisión extremadamente variables, protegiendo así las costosas palas de las turbinas de gas y garantizando el funcionamiento seguro, eficiente y a largo plazo de la unidad.
Los siguientes son los requisitos técnicos básicos resumidos en función de los últimos estándares y aplicaciones prácticas de ingeniería.

El filtro final de alta-eficiencia es de grado E12, y los proyectos de renovación típicos requieren que el elemento filtrante fino final cumpla con el grado E12, de modo que la permeabilidad general de las partículas sea inferior al 0,5 %. Esto corresponde al nivel T12 de la norma ISO 29461-1, que requiere una eficiencia de filtración mayor o igual al 99,5% para el tamaño de partícula más penetrable (MPPS).

• Configuración de filtrado gradual: normalmente se utilizan dos niveles de filtrado, con un primer nivel de eficiencia gruesa (G4/M5) y un segundo nivel de alta eficiencia (F9/E12).
• Estándares de prueba: Las pruebas y la clasificación se realizarán de acuerdo con la norma ISO 29461-1 (para turbomaquinaria) o EN1822. También se ha publicado el estándar de la industria energética china DL/T 2849-2024. La norma del grupo T/CAQI 248-2022 también propone requisitos técnicos completos.

• Baja diferencia de presión inicial: con un volumen de aire nominal, generalmente se requiere que la diferencia de presión inicial del cartucho de filtro de alta -eficiencia E12 sea<270Pa.
• Límite de resistencia final: la resistencia operativa debe controlarse dentro de un rango razonable y, por lo general, se recomienda que la resistencia final no exceda de 2 a 3 veces la resistencia inicial, o que se reemplace de acuerdo con el valor establecido del sistema (como menor o igual a 1000 Pa).

• Long service life: High efficiency filter cartridges typically require>12000 horas de funcionamiento o 36 meses de funcionamiento inactivo.
• Prueba estandarizada de retención de polvo: ISO 29461-1 introduce por primera vez un procedimiento de prueba estandarizado de retención de polvo para filtros subeficientes (EPA) y de alta eficiencia (HEPA), que se utiliza para comparar de manera más realista la vida útil de los filtros en uso real.

• Resistencia a la temperatura: Es necesario soportar los cambios de temperatura del ambiente de admisión durante el funcionamiento de la turbina de gas, especialmente el impacto instantáneo de alta temperatura de 80-120 grados.
• Resistencia a la humedad: Para ambientes costeros con niebla, lluvia o alta humedad, los filtros deben tener una buena resistencia a la humedad.
• Resistencia mecánica y sellado: el diseño estructural debe cumplir con los requisitos de ISO 2941-2943 y otras series de normas, y verificar la resistencia a la rotura, la integridad estructural y la presión del elemento filtrante. Bajo una presión de retroceso de pulso de hasta 0,4-0,6 MPa, el elemento filtrante necesita mantener la estabilidad estructural.

• Adopción de estándares de prueba especializados (ISO 29461-1): Los estándares generales (como ISO 16890, EN1822) no pueden simular con precisión las condiciones de trabajo reales, como un alto caudal y un retroceso de pulso en turbomaquinaria. ISO 29461-1, como primera norma internacional para filtros de admisión turbomecánicos, proporciona un método unificado de prueba y clasificación (niveles T1-T13), que permite a los operadores comparar y seleccionar productos de manera más científica.
• Evalúe la verdadera eficiencia después de la "eliminación estática": muchos filtros dependen de fibras estáticas para mejorar la eficiencia inicial. Pero en el entorno de entrada de las turbinas de gas, la electricidad estática se disipará rápidamente. Por tanto, la nueva norma exige evaluar la eficiencia mecánica mínima del filtro tras la eliminación de la estática, que es el rendimiento en el que realmente puede confiar el filtro durante todo su ciclo de vida.
• Presentamos las pruebas de capacidad de retención de polvo HEPA: en el pasado, los filtros de alta-eficiencia solo medían la eficiencia sin medir la capacidad de retención de polvo, lo que hacía imposible evaluar su verdadera vida útil. ISO 29461-1 * primero especifica el método de prueba de capacidad de retención de polvo para filtros EPA/HEPA, proporcionando una base cuantitativa para un diseño de larga duración.

Un documento de adquisición genuino para una central eléctrica-a gas demuestra claramente la aplicación práctica de estos requisitos técnicos:
Antecedentes del proyecto: turbina de gas Mitsubishi M701F4, con un diseño de bajo nivel-del sistema de admisión y admisión de tres lados.
Plan de renovación:
Filtración de primer nivel: filtro de bolsa mejorado de grado G4 a M5, con una diferencia de presión inicial de<170Pa and a lifespan of>2500 horas.
Filtración secundaria: elemento filtrante de alta-eficiencia de grado F9 a E12 (estándar EN1822), con una diferencia de presión inicial de<270Pa and a lifespan of>12000 horas.
Objetivo principal: lograr una transmitancia general de partículas de menos del 0,5%, retrasar la degradación de la eficiencia del compresor y lograr la conservación de energía y la reducción de carbono.